基因工程中有著非常關(guān)鍵的的一個(gè)步驟，就是把外源DNA插入載體分子以構(gòu)建重組DNA。可見選擇一種運(yùn)載基因的載體作媒介物是要的，因?yàn)槊糠N生物都具有很強(qiáng)的排他性，外源DNA單獨(dú)進(jìn)人受體細(xì)胞時(shí)將被破壞，這就好比過河時(shí)須用到船一樣。但是在培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物或植物時(shí)，很多科學(xué)家卻把目光轉(zhuǎn)向了把目的基因直接導(dǎo)入核基因組的方法。為什么目的基因可直接導(dǎo)入呢，中國學(xué)者周光宇提出的“DNA片段雜交假說”對(duì)此作出了很好的解釋。該假說認(rèn)為：外源DNA進(jìn)入受體細(xì)胞后，經(jīng)酶切和分解后形成的局部DNA分子，其在核苷酸序列上可能與受體DNA具有一定的親和性，并能粘附在母本DNA上，在復(fù)制時(shí)整合進(jìn)去實(shí)現(xiàn)DNA的片段雜交。目前這一假說已被證實(shí)，并出現(xiàn)一些將目的基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞的分子育種新方法，下面重點(diǎn)介紹比較常見的的三種方法。

1，基因槍法

基因槍法又稱生物彈法或微粒槍法、微粒轟擊法，是依賴高速度的金屬顆粒將外源基因引入活體細(xì)胞的一種轉(zhuǎn)化技術(shù)?；驑尭鶕?jù)其加速裝置可分為火藥式、電動(dòng)式和氣動(dòng)式。其中火藥式基因槍的結(jié)構(gòu)和一般軍事上的槍十分相似，它主要由滑膛槍、真空轟擊室和阻彈部件構(gòu)成的，其操作的基本原理如下：火藥爆炸產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力會(huì)推動(dòng)塑料彈丸高速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈丸運(yùn)動(dòng)至彈膛里的金屬板時(shí)，塑料彈丸的進(jìn)入會(huì)被阻止，但塑料彈丸前端攜帶有目的基因的微彈卻可以依靠慣性高速通過微孔，并擊中緊貼金屬板的靶細(xì)胞。因?yàn)槲椀捏w積非常細(xì)小，再加上射擊的速度非常快，所以受到轟擊的細(xì)胞仍能保持正常的生物活性。而微彈上的外源DNA也隨之順利導(dǎo)入靶細(xì)胞，并整合到核染色體上得到表達(dá)，實(shí)現(xiàn)基因的轉(zhuǎn)化?；驑尫ㄊ悄壳皣H上先進(jìn)的基因?qū)爰夹g(shù)，它以操作簡(jiǎn)單迅速、基因用量少、對(duì)靶細(xì)胞要求低等優(yōu)點(diǎn)而備受科學(xué)工作者的青睞。

，花粉通道法

花粉管通道法是一種利用植物的天然花粉管通道，將外源DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞基因組中的轉(zhuǎn)基因新技術(shù)。進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)操作時(shí)，先要向子房注射DNA溶液，這樣外源DNA就會(huì)沿著花粉萌發(fā)時(shí)形成的花粉管到達(dá)胚囊。因?yàn)榕吣抑械穆鸭?xì)胞或受精卵尚未形成細(xì)胞壁，并且正在進(jìn)行活躍的DNA復(fù)制和重組，所以極易將外源DNA片段整合進(jìn)細(xì)胞核DNA中，以實(shí)現(xiàn)目的基因?qū)牒捅磉_(dá)。該方法簡(jiǎn)單易行，目前我國推廣面積大的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。

3，顯微注射法顯微注射法是指在顯微鏡下，借助顯微操作儀，將毛細(xì)玻璃管直接插入受精卵的雄原核中，并注入特定的外源基因，從而使外源基因嵌入宿主細(xì)胞的染色體中的一種轉(zhuǎn)基因技術(shù)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)周期短，不需要載體，DNA序列都可直接導(dǎo)入原核內(nèi)，其序列長(zhǎng)度可達(dá)100Kb。。而缺點(diǎn)是進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)操作需精密的儀器和豐富的經(jīng)驗(yàn)，并且外源基因的整合易造成宿主基因組的插入突變，從而引起相應(yīng)的性狀改變，重則致死。世界上第一只轉(zhuǎn)基因小鼠就是用這種方法獲得的，另外還成功培育了轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因豬等等，可見顯微注射法是迄

在太空失重狀態(tài)下進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移比在地球上更容易，成功率更高。研究表明，在航天飛機(jī)上對(duì)大豆進(jìn)行的基因轉(zhuǎn)移試驗(yàn)表明其成功率是地球上的10倍。目前，研究人員尚不清楚在太空中更容易做基因轉(zhuǎn)移的原因。據(jù)推測(cè)，由于地球軌道的低重力，某種目前尚不清楚的原因使基因轉(zhuǎn)移更加容易。

太空給基因工程提供了一個(gè)極好的工作環(huán)境，這對(duì)人類來說無疑是一大福音。人們可以培育出更多具有抗病蟲害的農(nóng)作物。

通常情況下，研究人員采用把細(xì)菌的某些遺傳基因材料導(dǎo)入到植物細(xì)胞內(nèi)，以培育出新的植物。但這種方法的成功率很低。

在地球上，給大豆進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移的成功率僅為千分之一，這就是研究人員要把目光投向太空的原因。現(xiàn)在，研究人員正集中研究在太空將各種疫苗移植到大豆體內(nèi)。

科學(xué)家目前正計(jì)劃在國際空間站上建立基因工程實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室不但可進(jìn)行基因移植工作，而且還可在太空中培育新的轉(zhuǎn)基因植物，甚至是動(dòng)物。

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